ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación

“SISTEMA DE TELE-FORMACIÓN CON SOFTWARE Y

HARDWARE LIBRE”

INFORME DE PROYECTO INTEGRADOR

Previo a la obtención del Título de:

INGENIERO EN TELEMÁTICA

MARIA AUXILIADORA VACCARO CEDILLO

CARLOS JOSE DISINTONIO MOLINA

GUAYAQUIL – ECUADOR

AÑO 2016

ii

AGRADECIMIENTO

Le agradezco a Dios por haberme permitido llegar hasta donde estoy, haberme

acompañado, guiado y por siempre ser mi fortaleza en los momentos de debilidad.

A mis padres por tanto amor y apoyo que me brindaron lo largo de esta etapa. Por

cada consejo y ánimo en cada momento cuando más lo necesité.

Agradezco a la Escuela Superior Politécnica del Litoral por darme la oportunidad para

formarme como profesional.

Al Ing. Marcos Millán, director de tesis por todo el apoyo y consejo brindado para la

realización de la misma. Gracias a nuestro profesor colaborador Ing. Vladimir

Sánchez por sus consejos y aportes brindado para la realización del proyecto.

Gracias a todos mis profesores, compañeros de universidad y trabajo que de alguna

u otra forma fueron personas que ayudaron directa o indirectamente para realizar este

proyecto.

Maria Auxiliadora Vaccaro Cedillo

iii

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por bendecirme en mi camino estudiantil, a mi madre Gina que me

ha enseñado a no rendirme ante nada, a mi padre que me ha exhortado a cada día

ser mejor, a mi familia por siempre brindarme apoyo.

A ESPOL que ha sido mi segundo hogar y donde he podido adquirir los

conocimientos para emprender mi vida profesional, al Ing. Millán, profesor de materia

integradora por su valiosa guía, al Ing. Wladimir Sanchez y a la Ing. Adriana

Collaguazo por sus consejos y sugerencias para el desarrollo de este proyecto

Gracias a todas las personas que ayudaron directa e indirectamente en la realización

de este proyecto.

Carlos Jose Disintonio Molina

iv

DEDICATORIA

El presente proyecto dedico en primer lugar a Dios por haberme dado la vida y la

fortaleza para poder continuar.

De igual manera especial dedico el proyecto a mi papá Jimmy y mi mamá Sara por

su gran apoyo a lo largo de estos años y al haber sabido inculcar en mi, buenos

hábitos y valores que me han servido de mucho a lo largo de mi vida, por tanto amor

brindado y siempre creer en mí.

Así mismo dedico el proyecto a mis hermanos que quiero mucho (Jimmyto, Sarita y

Valeria) que han estado siempre junto a mí; en las buenas y en las malas, por desear

tanto como yo, el culminar de manera exitosa mi carrera. A mi abuelita América que

aunque ya no la tenga presente, compartía muy hermosos momentos conmigo y sé

que estará muy feliz el saber que he alcanzado una de las metas que más deseaba.

A mis amigas de infancia que comparten mi felicidad a la distancia (Jocelyn, Evelyn

y Estefania).

A mis eternos amigos de Universidad Melina, Solanch y Carlitos.

A mi amiga de colegio y universidad Cristina, por haber compartido juntas momentos

inolvidables en la Universidad.

A todos mis compañeros y amigos del DST-FIEC, por brindarme su apoyo y amistad.

Maria Auxiliadora Vaccaro Cedillo

v

DEDICATORIA A Dios por haberme permitido llegar a este momento tan especial en mi vida, por los

triunfos y los momentos difíciles, a mi familia, mis tías Anita, Cecilia y Cristina que han

velado por mí durante este arduo camino desde la escuela hasta convertirme en un

profesional.

A mis amigos que gracias a ellos formamos un gran equipo de trabajo. A mis

profesores, gracias por su enseñanzas y tiempo.

Carlos Jose Disintonio Molina.

vi

TRIBUNAL DE EVALUACIÓN

MSc. Millan Traverso Marcos Efrain MSc. Sanchez Padilla Vladimir

PROFESOR EVALUADOR PROFESOR EVALUADOR

vii

DECLARACIÓN EXPRESA "La responsabilidad y la autoría del contenido de este Trabajo de Titulación, nos

corresponde exclusivamente; y damos nuestro consentimiento para que la ESPOL

realice la comunicación pública de la obra por cualquier medio con el fin de

promover la consulta, difusión y uso público de la producción intelectual"

Maria Auxiliadora Vaccaro Cedillo

Carlos Jose Disintonio Molina

viii

RESUMEN

En este apartado se presenta el desarrollo de un prototipo de “Sistema de tele-

formación con software y hardware libre” y las funcionalidades que pueden ser

añadidas al mismo.

En el desarrollo del prototipo se utiliza un ordenador llamado Raspberry Pi 2 de placa

reducida que cuenta con una micro procesador Broadcom BCM2836 el cual cumple

la función de servidor donde está instalado el software libre de formación académica

llamado Moodle, un adaptador inalámbrico USB TP-Link para convertir el

microprocesador en un enrutador, permitiendo interconectar de manera simultánea

equipos finales a la red, habiendo una interacción entre los dispositivos conectados

formando una conexión inalámbrica, además conectando un cable de red a su interfaz

Ethernet podemos brindar acceso a internet.

El prototipo está diseñado para permitir al maestro realizar diferentes actividades

mediante la aplicación web donde los estudiantes podrán interactuar, conectarse a

internet e integrarse con su equipo móvil a un conjunto de recursos informáticos

dispuestos por el profesor en el curso virtual.

Este dispositivo podrá ser trasladado a cualquier parte ya que cuenta con su batería

incluida y ofrece una portabilidad para ser utilizado.

ix

ÍNDICE GENERAL

AGRADECIMIENTO ............................................................................................................... ii

DEDICATORIA ....................................................................................................................... iv

TRIBUNAL DE EVALUACIÓN ............................................................................................. vi

DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................................................. vii

RESUMEN............................................................................................................................. viii

ÍNDICE GENERAL ................................................................................................................. ix

ÍNDICE DE FIGURAS............................................................................................................ xi

ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................. xii

CAPÍTULO 1 ............................................................................................................................ 1

1. Generalidades ............................................................................................................... 1

1.1. Antecedentes ..................................................................................................... 1

1.2. Justificación ....................................................................................................... 1

1.3. Objetivos ............................................................................................................. 2

1.4. Alcance ............................................................................................................... 2

1.5. Componentes .................................................................................................... 3

1.6. Resultados esperados...................................................................................... 4

CAPÍTULO 2 ............................................................................................................................ 5

2. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 5

2.1. Fundamentación teórica .................................................................................. 5

2.2. Especificación del hardware ............................................................................ 7

2.3. Protocolos y servicios de comunicación utilizados ....................................13

2.4. Especificación del software ...........................................................................14

CAPÍTULO 3 ..........................................................................................................................18

3. DESARROLLO DEL PROYECTO ............................................................................18

3.1. Implementación ..............................................................................................18

3.1.1. Conexión remota ...............................................................................18

3.1.2. Instalación de Apache, PHP y MySQL ..........................................19

3.1.3. Instalación Moodle ............................................................................19

3.1.4. Creación de base de datos, usuarios y permisos. .......................21

3.1.5. Drivers e instalación de adaptador USB-Wifi ................................22

3.1.6. Instalación DNSMasq .......................................................................22

3.1.7. Habilitar HTTPS .................................................................................22

x

3.2. Funcionamiento de Moodle ..........................................................................22

3.2.1. Acceso al servidor .............................................................................22

3.2.2. Configuración de temas ...................................................................24

3.2.3. Creación de usuarios y asignación de roles .................................25

3.2.4. Creación de cursos ...........................................................................25

3.2.5. Creación de módulos ........................................................................26

3.2.6. Configuración de servidor Unified Remote ..................................29

3.2.7. Acceso al Raspberry vía el servidor VNC …................................ 30

3.2.8. Sistema de tele-formación implementado ................................... 31

3.3. Presupuesto. ...................................................................................................32

CAPÍTULO 4 ..........................................................................................................................33

4. PRUEBAS Y RESULTADOS ....................................................................................33

4.1. Verificación de usuarios conectados ...........................................................33

4.2. Administración de los procesos del sistema. ..............................................34

4.3. Análisis de encuesta en un curso .................................................................37

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES....................................................................38

ANEXOS .................................................................................................................................39

Anexo A: Especificaciones Raspberry Pi 2 ...........................................................39

Anexo B: Especificaciones Wireless N Nano ........................................................40

BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................42

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Microcontrolador ............................................................................................. 6

Figura 2.2 Microprocesador ............................................................................................. 7

Figura 2.3 Raspberry Pi 2 ................................................................................................ 10

Figura 2.4 Adaptador Wireless TP-LINK .......................................................................... 13

Figura 3.1 Diagrama esquemático .................................................................................. 18

Figura 3.2 Instalación Moodle selección de Idioma ......................................................... 19

Figura 3.3 Confirmación de rutas .................................................................................... 20

Figura 3.4 Instalación Moodle ......................................................................................... 20

Figura 3.5 Resumen instalación Moodle ......................................................................... 21

Figura 3.6 Red inalámbrica Tele-Formación ................................................................... 23

Figura 3.7 Página principal sistema ................................................................................ 23

Figura 3.8 Moodle Themes página web .......................................................................... 24

Figura 3.9 Cursos creados en Moodle.net ...................................................................... 25

Figura 3.10 Recursos Moodle ......................................................................................... 26

Figura 3.11 Módulo cuestionario ..................................................................................... 27

Figura 3.12 Módulo consulta ........................................................................................... 28

Figura 3.13 Módulo tarea ................................................................................................ 28

Figura 3.14 Aplicación Unified Remote de lado del cliente .............................................. 29

Figura 3.15 Sistemas operativos compatibles con Unified Remote Server ...................... 30

Figura 3.16 Funcionamiento del servidor VNC ............................................................... 30

Figura 3.17 Equipo físico Tele-Formación ...................................................................... 31

Figura 4.1 Asignación de IP a dispositivos …………………………………………………..33

Figura 4.2 Dispositivos conectados a Intranet ................................................................ 34

Figura 4.5 Comando HTOP ............................................................................................ 35

Figura 4.6 Sección de chat en página principal de estudiante ........................................ 36

Figura 4.7 Ventana emergente de Chat .......................................................................... 36

Figura 4.8 Pagina de mensajes ...................................................................................... 37

Figura 4.9 Detalle estadístico de una encuesta .............................................................. 37

xii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Single Board Computers .................................................................... 8

Tabla 2 Presupuesto del proyecto ................................................................ 32

1

CAPÍTULO 1

1. GENERALIDADES

En el presente capítulo presentaremos y detallaremos los antecedentes,

justificación, objetivos y metodología a ser aplicados en el proyecto a fin de poder

obtener los resultados esperados.

1.1. Antecedentes

La educación virtual avanza día a día. La posibilidad de las personas el

poder adquirir nuevos conocimientos ya es una realidad. Pero existen

diversas dificultades que aún se deben vencer, entre ellas tenemos la

carencia de lugares debidamente equipados destinados a este propósito.

Por tal motivo surge la necesidad de la creación de aulas móviles como

solución.

La industrialización del siglo XIX favoreció en la aparición de nuevas ideas

u ofertas para la educación que hacía referencia a la modalidad a

distancia. De igual forma la existencia de un impulso comercial por los

recursos didácticos y así poder cubrir demandas educativas en zonas o

lugares de difícil cobertura.

1.2. Justificación

El proyecto propone una alternativa a la educación que consiste en

introducir nuevas tecnologías mediante el uso del Hardware y Software

libre. Brindando la facilidad y movilidad de poder adquirir conocimientos

mediante el uso de dispositivos con los que los usuarios cuentan

usualmente como lo son dispositivos móviles; celulares, tabletas, etc. en

un ambiente donde la conectividad sea escasa o nula.

2

De esta forma el proyecto beneficiará a futuro al poder llegar a lugares

remotos donde la educación en su mayoría es difícil obtener.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo General

Implementar un sistema de tele-formación que brinde conectividad

y de esta forma diseñar, crear y desarrollar cursos virtuales,

haciendo uso de equipos electrónicos móviles que se encuentran al

alcance de las personas.

1.3.2. Objetivos Específicos

● Diseñar un sistema acorde a los requerimientos

● Crear una red inalámbrica que pueda compartir internet.

● Usar el hardware libre Raspberry Pi 2 como plataforma para

instalar el servidor web.

● Modificar el sistema de código libre Moodle para adaptarlo a

ClassPiRoom; nuestra plataforma virtual educativa.

1.4. Alcance

El proyecto de “Sistema de tele-formación con software y Hardware libre”

permite:

● El envío y recepción de información desde los dispositivos

móviles de cada usuario hacia el servidor móvil.

● El uso de la plataforma Moodle permitirá la autenticación de

los usuarios previo al acceso de los mismos a través de un

navegador web.

● Si el servidor contase con conexión a internet mediante una

3

red alámbrica; este podrá compartir internet a los usuarios que

se encuentren conectados a su red interna.

● Mediante la aplicación web se permitirá la descarga de

archivos alojados en el servidor en los respectivos dispositivos

finales.

● Denegar tráfico http mediante un proxy web y https.

● El tiempo de duración del sistema gracias a la batería es de 3

horas en funcionamiento.

● El tiempo de carga de la batería será de un total de 4 horas

● El número máximo de conexiones permitidas es de un total de

20 personas.

● El almacenamiento depende de los requerimientos del cliente,

el sistema tendrá 16GB, la cual puede ser expandido en un

futuro.

1.5. Componentes

El proyecto cuenta con dos tipos de componentes; un componente

informático y un componente electrónico que detallaremos a continuación:

Componente electrónico

● Raspberry PI 2

● Adaptador Wireless USB TP-LINK

● Cargador Portátil HALO

● Cable de red Ethernet

● Tarjeta microsd 16GB

Componente Informático:

● Sistema Operativo Raspbian Jessie

● Servidor Web APACHE

● Motor de Base de Datos MySQL

4

● Aplicación Web Moodle 3.0

● Servidor DHCP

● Servidor DNS

● Servidor Unified para la administración del sistema

mediante un dispositivo móvil.

● Drivers Adaptador Wireless

1.6. Resultados esperados

Se espera lograr la conexión de los dispositivos móviles hacia el sistema

de Tele-formación y poder establecer la interacción docente-estudiante

mediante el desarrollo de un curso en línea.

5

CAPÍTULO 2

2. MARCO TEÓRICO

Un sistema de tele-formación también conocido como aprendizaje on-line,

formación virtual o simplemente formación en red, consiste en que el proceso

enseñanza/aprendizaje se realiza por medio de las redes de comunicación, el

cual tiene la finalidad de brindar información, recursos educativos ya sean

presentaciones, videos, tareas y conocimientos a través de actividades mediados

por un ordenador que hace el papel de servidor de red en la intranet. [1]

Para alcanzar el desarrollo de este prototipo se va tener en cuenta algunos

conceptos básicos que serán divididos en:

● Fundamentación teórica.

● Especificación del hardware.

● Protocolos y servicios de comunicación utilizados.

● Especificación del software.

2.1. Fundamentación teórica

En esta sección se detalla las definiciones, características y beneficios de

las tecnologías utilizadas en el prototipo.

2.1.1. Servidor Web

Un servidor web es un programa cuya tarea principal es alojar sitios

y/o aplicaciones, las cuales son accedidas por un cliente mediante

un navegador que se comunica mediante un protocolo llamado

HTTP (Hypertext Markup Language).

6

Apache es el servidor web utilizado para el desarrollo del proyecto

ya que ofrece instalaciones sencillas para sitios pequeños y es

posible ser expandido hasta el mejor de los productos comerciales.

[2]

2.1.2. Enrutador

Dispositivo de interconexión de redes informáticas que permite al

usuario poder encaminar paquetes entre redes. [3]

2.1.3. Microcontrolador

Es un circuito integrado programable que se encuentra diseñado o

fabricado con la capacidad de realizar actividades o tareas

almacenadas en la memoria. Está compuesta por partes

funcionales como lo son: CPU, memoria y periféricos de entrada y

salida. Su propósito es leer y ejecutar las órdenes que el usuario

haya especificado. [4]

FIGURA 2.1 MICROCONTROLADOR

2.1.4. Microprocesador

Circuito integrado comúnmente usados para ejecutar aplicaciones

a gran escala y genéricas. Una de las ventajas es que pueden

trabajar con sistemas operativos dando la capacidad de ejecutar

varias aplicaciones de forma simultánea.

7

FIGURA 2.2 MICROPROCESADOR

2.2. Especificación del hardware

Para el desarrollo del prototipo se hizo una comparación entre las tarjetas

computadoras “Single Board Computers” que se dividen en

microcontroladores y microprocesadores en donde se ha realizado una

tabla especificando las características más importantes de cada una:

8

TABLA 1 SINGLE BOARD COMPUTERS

9

Cabe indicar que el Arduino impulsó la tendencia de su uso como

microcontrolador, mientras que RaspBerry Pi y el BeagleBone son

microprocesadores. La diferencia entre ambas es que un microcontrolador

es un circuito integrado diseñado para la realización de tareas específicas.

Por otro lado, los microprocesadores son usados para ejecutar

aplicaciones a mayor escala. El sistema operativo por defecto del

BeagleBone es Angstrom Linux, además es compatible con otros sistemas

como los es Ubuntu, Android, Fedora. Por otro lado en el Raspberry se

puede instalar Raspbian y un sin número de sistemas operativos más que

se detallaran adelante. El microncontralador no cuenta con un sistema

operativo debido a sus características, pero la programación es realizada

mediante un IDE.

El Raspberry Pi es una plataforma que es aprovechado para proyectos de

computación educativo que no requieren de mucho costo.

Ya que el sistema operativo corre desde una tarjeta SD, este puede

cambiarse con facilidad desde la propia tarjeta SD. En cuanto a capacidad

de expansión es importante mencionar que cuenta con beneficios debido a

que la placa permite la compatibilidad con los shields de Arduino.

Para el desarrollo del proyecto haremos uso de la plataforma RaspBerry

Pi, debido a que se acomoda a las necesidades de nuestro proyecto ya

que cuenta con la cantidad de puertos USB necesarios para la instalación

de dispositivos externos, así mismo la documentación de la plataforma es

fácil de encontrar para el desarrollo de proyectos.

2.2.1. Raspberry Pi 2 Modelo B

Es una plataforma a nivel de microprocesador. Usa lenguajes de

alto nivel como C++, Python y Java. Cuenta con los componentes

necesarios para correr un sistema operativo.

10

Se desarrolló en el Reino Unido por la Fundación llamada

RaspBerry Pi, nació con la intención de ayudar y facilitar la

enseñanza de la informática en los colegios.

FIGURA 2.3 RASPBERRY PI 2

2.2.1.1. Características generales

Cabe recalcar que RaspBerry ha ido mejorando con el

pasar de los años, debido a esto contamos con algunas

versiones desde el Raspberry Pi Modelo A hasta la

actual Raspberry Pi 2, las principales características son

las siguientes [5]:

● Procesador Broadcom BCM2836 ARM Cortex A7

● Memoria RAM 1GB

● Salida de audio y video a través de conector HDMI

● Conexión Ethernet

● 4 Puertos USB

● Interfaz de cámara

● Slot Micro SD

2.2.1.2. Procesador Raspberry Pi 2

Utiliza un procesador BCM2836 basado en el poderoso

11

ARM Cortex A7 de cuatro núcleos a 900 MHz y 1GB de

RAM. Gracias al procesador se puede correr un sin

número de distribuciones incluyendo Snappy Ubuntu

Core, así como Microsoft Windows 10.

2.2.1.3. Sistemas operativos soportados

La RaspBerry soporta una diversa cantidad de sistemas

operativos.

Distribuciones de Propósito General

● Raspbian

● Pidora

● Moebius

● Arch Linux ARM

● Kano Os

● Windows 10 IOT CORE

● Ubuntu Mate

● RISC OS

● Plan 9

Distribuciones Orientadas a Usos Concretos

● arkOs

● OpenELEC

● PiMAME

● XBian

● RaspBmc

● OSMC

● PINET

2.2.1.4. Raspbian Jessie

El sistema Operativo Jessie está basado en la

distribución de Linux llamada Debian. Existe la

12

posibilidad de instalar Debian en el RaspBerry pero no

explotará las capacidades del Hardware del Pi de Punto

Flotante.

Los Sistemas operativos anteriores no conocían la

existencia de Hard Float en el Raspberry Pi, por ende

instalar un sistema operativo dirigido a este hardware es

la mejor opción.

Las versiones de Debian se basan en los personajes de

Toy Story, una versión previa a Jessie es la versión

Wheezy; la diferencia entre ambas es imperceptible para

el usuario final. Desde modificaciones en el sistema

operativo mejorando el funcionamiento y flexibilidad.

Control de procesos en el sistema correcto de errores y

ajustes.

Cuenta con aplicaciones Office y Herramientas de Java

Esta Imagen del sistema Operativo la podemos obtener

desde la página oficial de Raspberry

(raspberry.org/downloads).

2.2.2. Adaptador TP-Link WN725N

El adaptador de red inalámbrico TP LINK WN725N, permite una

rápida transmisión de hasta 150 Mbps, con una seguridad

avanzada soporta 64/128 WEP, WPA, PA2/WPA-PSK/WPA2-

PSK [6].

13

FIGURA 2.4 ADAPTADOR WIRELESS TP-LINK

2.2.3. Batería inalámbrica HALO

Es una cargador portable que cuenta de un conector USB, la

alimentación suministrada es la necesaria para poner en

funcionamiento al RaspBerry. El tipo de Batería es de Litio con

una capacidad de poder de 2200 mA. El Voltaje de entrada y

salida de 5V. El tiempo total de carga de aproximadamente 4

horas.

2.3. Protocolos y servicios de comunicación utilizados.

En esta sección se definen los conceptos de comunicación necesarios

para la elaboración del proyecto.

2.3.1. Protocolo HTTP

Protocolo de Transferencia de Hipertexto fue desarrollado por las

instituciones internacionales W3C y IETF y se usa en todo tipo de

transacciones web mediante un URL o dirección.

Este protocolo funciona por petición y respuesta entre el cliente y

el servidor que tienen que ver con peticiones de archivos, consulta

a una base de datos, ejecución de programas entre otras. [7]

14

2.3.2. Openssl

Es una implementación de código libre del protocolo SSL y TLS.

Capa de Conexión Segura por sus siglas en inglés (Secure Sockets

Layer) protocolo criptográfico que brinda una conexión segura para

una red. SSL proporciona privacidad y autenticación de la

información. [8]

2.3.3. DNSMasq

El paquete dnsmasq permite levantar los servicios de servidor DNS

y un servidor DHCP, con el cual tendrá la funcionalidad de un

servidor caché DNS y además resolver los nombres de dominio

tanto en sentido directo como en sentido inverso. También permite

resolver los nombres de las PCS a los que se le ha asignado una

dirección ip dinámica gracias al servidor dhcp. [9]

2.4. Especificación del software

2.4.1. Apache

Es un servidor de páginas web HTTP de código abierto, útil para

varias plataformas como Unix, BSD, GNU/Linux, Windows,

Macintosh.

El prototipo utiliza este tipo de servidor junto con PHP y MySql para

administración de la página web. [10]

2.4.2. PHP

Lenguaje scripting de código abierto útil para el desarrollo de

páginas web dinámicas e interactivas, el cual es ejecutado del lado

del servidor generando HTML y enviándolo al cliente. [11]

15

2.4.3. MySQL Server

Es un sistema de gestión de base de datos relacional de código

abierto, basado en lenguaje de consulta estructurado, útil para la

mayoría de plataformas.

Para el desarrollo del proyecto se utiliza Mysql como gestor de

base de datos para el software Moodle. [12]

2.4.4. Moodle

Software libre diseñado para ayudar a los profesores a crear cursos

virtuales de alta calidad y entornos de aprendizaje online.

Moodle es un acrónimo de Modular Object-Oriented Dynamic

Learning Environment (Entorno de aprendizaje dinámico orientado

a objetos y modular). [13]

Moodle es coordinado y dirigido por el Cuartel General de Moodle,

una compañía australiana compuesta por 30 desarrolladores y

soportada de forma financiera por un grupo de 60 compañías a nivel

mundial, llamados Moodle Partners. [14]

2.4.4.1. Ventajas de Moodle:

● Sistema en constante actualización

● Está autorizado para copiar, usar y modificar Moodle.

● Creación de diferentes perfiles de usuarios

● Creación de cursos virtuales y entornos de

aprendizajes virtuales

● Accesibilidad desde cualquier navegador web

independiente del sistema operativo.

2.4.4.2. Usuarios

Cuentas de personas registradas en el sistema, que

16

pueden hacer uso de los recursos de la misma. Un usuario

puede estar inscrita desde uno a varios cursos.

2.4.4.3. Roles

Conjunto de permisos asignados a los usuarios. Entre los

diversos roles que existen tenemos:

● Gestor.- Este rol permite al usuario poder acceder al

curso y modificar pero generalmente este rol no

participa en los cursos

● Creador de curso.- Este rol permite la creación de cursos.

● Profesor.- El rol de profesor permite formar parte de

un curso, generar actividades y luego evaluarlas.

● Profesor sin permiso de edición.- Este rol es

similar al anterior con la diferencia de no poder

modificar las actividades establecidas en el curso.

● Estudiante.- El rol de estudiante cuenta con menos

privilegios dentro de un curso.

● Invitado.- Los invitados no se encuentran

autorizados para escribir es decir que cuentan con

mínimos privilegios.

2.4.5. Unified Remote

Aplicación que permite convertir un Smartphone en un control

remoto inalámbrico universal. La aplicación da la facilidad al

docente o administrador poder configurar el servidor haciendo uso

de una pantalla o proyector sin la necesidad de suministrarle un

mouse y teclado, en su lugar el Smartphone proporcionará ambos

recursos, estando en la misma red.

17

2.4.6. VNC Viewer.

Software libre basado en una estructura de cliente- servidor que

permite controlar de manera remoto un ordenador cliente de forma

remota.

2.4.7. ConnectBot

Es un cliente ssh que permite crear una conexión segura hacia un

ordenador remoto y de esta manera poder compartir archivos.

18

CAPÍTULO 3

3. DESARROLLO DEL PROYECTO

El presente capítulo se divide en dos secciones el primero se detalla los métodos

utilizados para la creación de un prototipo de tele-formación haciendo uso del

Raspberry y el segundo se detallan los módulos más importantes de Moodle.

3.1. Implementación

A continuación se detalla las configuraciones realizadas en el Raspberry

Pi y la forma de accesibilidad.

FIGURA 3.1 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

3.1.1. Conexión remota

El sistema operativo utilizado Raspbian Jessie se instaló en una

tarjeta SD de 16GB, para acceder al Raspberry aparte se procedió

a realizar una conexión remota utilizando PuTTY y VNC viewer[15].

3.1.2. Instalación de Apache, PHP y MySQL

Desde la consola se crearon los directorios específicos para

instalar el servidor web Apache, PHP y el gestor de base de datos

19

MySql.

3.1.3. Instalación Moodle

Para la instalación de aplicación web se crea un directorio donde

se alojara la misma.

Con el comando “git clone -b MOODLE_30_STABLE

git://git.moodle.org/moodle.git” se descarga Moodle, luego desde el

navegador se accede al directorio para proceder a su instalación

mediante un asistente.

FIGURA 3.2 INSTALACIÓN MOODLE SELECCIÓN DE IDIOMA

20

Al comenzar la instalación procedemos a elegir el idioma deseado

como se observa en la figura 3.2

FIGURA 3.3 CONFIRMACIÓN DE RUTAS

Durante la instalación se nos solicita confirmar rutas donde se aloja

el servidor así como el directorio de datos como se muestra en la

figura 3.3.

FIGURA 3.4: INSTALACIÓN MOODLE

21

FIGURA 3.5 RESUMEN INSTALACIÓN MOODLE

Poco a poco continuará la instalación de Moodle como se muestra

en la figura 3.5

3.1.4. Creación de base de datos, usuarios y permisos.

Para el correcto funcionamiento de Moodle se definió lo siguiente:

● Host server: localhost

● BasedeDatos (Database): Moodle

● Usuario (User): moodledude (el usuario que Usted creó al

configurar la BasedeDatos)

● Contraseña (Password): passwordformoodledude (la

contraseña para el usuario que Usted creó) y se le

concedió los permisos de lectura y escritura para el

funcionamiento.

Todos estos parámetros son configurados en el archivo config.php de

Moodle

22

3.1.5. Drivers e instalación de adaptador USB-Wifi

Se verificó la versión de Linux que contiene el Raspberry para

instalar los drivers compatibles a esta versión y propios del

adaptador TP-Link TL- WN725n que se utiliza. [16]

3.1.6. Instalación DNSMasq

Para brindar el servicio de conexión inalámbrica se instaló un

servidor DHCP que conceda direcciones IP dinámicamente a los

dispositivos finales, además un servidor de nombre de dominio

para resolver los nombres que tengamos configurados en el

archivo /etc/hosts de nuestro servidor. [17]

3.1.7. Habilitar HTTPS

Para una navegación segura se habilitó el protocolo HTTPS para

la creación de un canal cifrado mediante OpenSSL y además

brindar seguridad al momento de autenticación de los usuarios a

Moodle.[18]

3.2. Funcionamiento de Moodle

3.2.1. Acceso al servidor

Para acceder al servidor, luego de encenderlo encontramos una

red inalámbrica llamada tele-formación, se procede a autenticarse

y el servidor DHCP asigna una dirección IP privada dentro del rango

asignado.

23

FIGURA 3.6 RED INALÁMBRICA TELE-FORMACIÓN

Para acceder a la intranet del servidor se debe escoger la red

inalámbrica como se detalla en la figura 3.6.

Confirmada la conexión accedemos desde nuestro dispositivo

móvil al navegador donde ingresamos la dirección url de nuestro

servidor (teleformacion.edu)

FIGURA 3.7 PÁGINA PRINCIPAL SISTEMA

La figura 3.7 muestra la página principal que nos dará la bienvenida

al sistema.

24

3.2.2. Configuración de temas

Los temas proporcionan una manera distinta de visualizar nuestra

aplicación. Para la configuración de temas se cuenta con la opción

de descargar la que mejor se adapte a nuestras necesidades desde

la página principal de Moodle (moodle.org).

FIGURA 3.8: MOODLE THEMES PAGINA WEB.

Como observamos en la figura 3.8 luego de escoger el tema

deseado desde la página oficial de Moodle, procedemos a

descargar y a descomprimir el archivo para luego guardar en el

lugar donde se alojan los temas en nuestro servidor llamado

themes.

Para que los cambios surtan efectos en la página principal de

Moodle en la sección de Administración del sitio en el apartado de

notificaciones damos en Aceptar o Ejecutar los cambios realizados.

25

3.2.3. Creación de usuarios y asignación de roles

Creación de usuarios

Para la creación de usuarios el administrador deberá crear los

usuarios accediendo a la sección de Administrador del sitio donde

encontramos la opción de Usuarios, luego Cuentas y por último se

añade el nuevo usuario con los datos deseados.

Asignación de roles

Para la asignación de roles ingresamos a la opción:

Administración > Administración del sitio > Usuarios > Permisos >

Asignar Roles en sistema.

3.2.4. Creación de cursos

Para la creación de un curso contamos con la opción de crear uno

personalizado o adjuntar uno ya creado previamente. Estos cursos

se encuentran publicados en la página oficial de Moodle en la

sección llamada moodle.net.

FIGURA 3.9 CURSOS CREADOS EN MOODLE.NET

En la página principal de moodle.net como observamos en la figura

3.9 encontramos cursos disponibles para ser añadidos a nuestros

26

cursos, ayudándonos con palabras claves para su búsqueda.

3.2.5. Creación de módulos

Existe un conjunto de actividades que se puede activar al realizar

un curso, las cuales podemos seleccionar la opción de edición,

entre ellas tenemos:

● Chat

● Bases de datos

● Consultas

● Cuestionarios

● Encuestas

● Lección

● Taller

● Wiki

● Recursos

FIGURA 3.14 RECURSOS MOODLE

27

En la figura 3.2.5 observamos los módulos o actividades que nos

ofrece Moodle para añadir a nuestras clases.

Entre las actividades que se pueden añadir

tenemos: Cuestionarios

Para agregar la actividad dentro del curso seleccionamos esta

actividad, Agregamos y procedemos a editar la información que

deseamos mostrar en el cuestionario.

FIGURA 3.11 MÓDULO CUESTIONARIO

La actividad cuestionario de la figura 3.2.6 nos permite crear

preguntas ya sea con alternativas múltiples entre otras para

evaluar a los estudiantes acorde a las respuestas dadas.

Consulta

El módulo de consulta de la figura 3.12 puede ser agregado luego

de seleccionar la opción de edición y consultas. Aparece la

siguiente imagen donde podemos modificar ya sea su

disponibilidad, resultados, etc.

28

FIGURA 3.12 MÓDULO CONSULTA

Módulo tarea

Mediante este módulo como observamos en la figura 3.13 el

docente puede generar tareas. Lo encontramos luego de elegir la

opción de edición y de seleccionar Tarea.

FIGURA 3.13 MÓDULO TAREA

29

3.2.6. Configuración de servidor Unified Remote

La configuración de Unified Remote se realiza tanto en el lado del

cliente como en el lado del servidor. Del lado del cliente debemos

instalar la aplicación que la podemos encontrar en la tienda de

Google Play, ver figura 3.14, en el caso de contar con un dispositivo

con sistema Android o en la tienda iTunes en el caso de tener un

dispositivo con sistema iOS.

FIGURA 3.14 APLICACIÓN UNIFIED REMOTE DE LADO DEL CLIENTE.

Del lado del servidor debemos instalar el servicio. Ingresamos a la

página oficial de Unified Remote, descargamos e instalamos según

el sistema operativo que tengamos corriendo en el servidor.

Podemos encontrar disponible para Window, Macintosh, Linux

entre otros, ver figura 3.15.

30

FIGURA 3.15 SISTEMAS OPERATIVOS COMPATIBLES CON UNIFIED REMOTE SERVER

3.2.7 Acceso al Raspberry vía el servidor VNC

Se accede remotamente desde una laptop al momento de no contar

con una pantalla conectada al Raspberry para poder administrarlo.

FIGURA 3.16 FUNCIONAMIENTO DEL SERVIDOR VNC

31

3.2.8 Sistema de tele-formación implementado

FIGURA 3.17 EQUIPO FÍSICO TELE-FORMACIÓN.

32

3.3. Presupuesto.

En la tabla 2 se presenta los costos de los materiales y del número de

horas invertidas para la implementación del prototipo.

Descripción Cantidad Precio Unitario (USD)

Precio Total (USD)

Equipos:

Raspberry Pi 2 (costo envío)

1 $70 $85

Adaptador TP-Link 1 $13 $13

Batería Halo Pocket

1 $20 $20

Recursos Físicos:

Tarjeta SD 16 GB 1 $15 $15

Caja Acrílico 1 $40 $40

Cable Ethernet (2m)

1 $5 $5

Cable HDMI (2m) 1 $6 $6

Conocimiento:

Horas invertidas en el proyecto por el estudiante Disintonio

300 $3 $900

Horas invertidas en el proyecto por la estudiante Vaccaro

300 $3 $900

Costo Total de elaboración del proyecto $1984

TABLA 2 PRESUPUESTO DEL PROYECTO

33

CAPÍTULO 4

4. PRUEBAS Y RESULTADOS.

En este capítulo se presenta las pruebas realizada en un curso con un número

de 20 estudiantes los cuales accedieron al sistema, se conectaron al servidor

mediante la red inalámbrica e interactuaron con Moodle, haciendo encuestas,

revisando contenido del curso Scratch.

4.1. Verificación de Usuarios Conectados

Mediante la aplicación FING instalado en un celular externo podemos

observar el funcionamiento del servidor DHCP entregando a cada

dispositivo una dirección IP diferente así también su dirección MAC, el

nombre y tipo de dispositivo conectado.

FIGURA 4.1 ASIGNACION DE IP A DISPOSITIVOS

En la figura 4.1 podemos observar la cantidad de usuarios conectados a

la red de SSID: elearning. A cada usuario se le asigna de manera

automática una IP que es proporcionada por el servidor. En dicha imagen

34

observamos que la cantidad de usuarios conectados es pequeña sin

presentar inconvenientes en el funcionamiento.

FIGURA 4.2 DISPOSITIVOS CONECTADOS A INTRANET

En la figura 4.2 podemos observar de la misma forma que los usuarios

conectados al SSID: elearning es mayor a la anterior sin contar con

problemas al momento de la navegación. En primera instancia se utilizó

ese nombre de SSID luego fue cambiado a teleformacion.

4.2. Administración de los procesos del sistema.

Se accedió de forma remota al Raspberry PI mediante la aplicación

ConnectBot instalada en el celular externo y una vez en el servidor

mediante la línea de comando se ingresó htop, comando que permite

administrar interactivamente los procesos.

35

FIGURA 4.5 COMANDO HTOP

Como observamos en la figura 4.5 el proceso consta de tres secciones

principales, la primera podemos observar el uso de CPU, memoria RAM y

swap con barras indicadoras y de lado derecho algunas estadísticas de

procesos y tareas.

La segunda sección corresponde a todos los procesos actuales que se

están ejecutando en el servidor, ordenados por uso de CPU.

36

FIGURA 4.6 SECCION DE CHAT EN PÁGINA PRINCIPAL DE ESTUDIANTE

En la figura 4.6 en la sección derecha encontramos a los usuarios que se

encuentran conectados en línea.

FIGURA 4.7 VENTANA EMERGENTE DE CHAT

La interfaz de chat se presenta en la figura 4.7.

37

FIGURA 4.8 PÁGINA DE MENSAJES

La figura 4.8 muestra la interfaz de los mensajes recibidos por parte de

otra persona.

4.3. Análisis de encuesta en un curso

Se procedió a realizar una pequeña encuesta como una utilidad de Moodle

en donde se pudo obtener un reporte estadístico de todas las respuestas

en cada pregunta, que fue realizada por los usuarios con rol de estudiante

que están registrados en un curso llamado prueba.

FIGURA 4.9 DETALLE ESTADÍSTICO DE UNA ENCUESTA

Podemos observar que en la figura 4.9 la encuesta fue realizada por un

total de 7 personas, asimismo el reporte estadístico se muestra ilustrado

en forma de barras para una mejor comprensión

38

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

1. Se creó una red inalámbrica, configurando al Raspberry Pi 2 como un

enrutador y a su vez como un punto de acceso para compartir internet.

2. Se instaló y configuró mediante línea de comando el servidor web.

3. Se añadió cursos informáticos como Scratch a la plataforma Moodle para

su uso.

4. Se instaló un servidor proxy para monitorear la navegación en el servidor

y denegar http.

5. Se utilizó el firewall de Linux “iptables” para denegar tráfico https.

RECOMENDACIONES

1. El prototipo de tele-formación está orientado a ser usado en un aula de

un de unos 20m2

2. Definir los roles de acuerdo a los permisos que se deseen otorgar ya sean

a los estudiantes inscritos en los cursos como a los profesores.

3. Al realizar algún cambio en la aplicación web se deberá reiniciar el

servidor para que los cambios surtan efecto.

4. Implementar un servicio para que la plataforma educativa virtual pueda

ser manejada como una pizarra interactiva.

39

ANEXOS

Anexo A: Especificaciones Raspberry Pi 2

40

Anexo B: Especificaciones Wireless N Nano

41

42

BIBLIOGRAFÍA

[1] Consuelo Belloch. (2013, Diciembre 6). “Teleformación” [Online]. Disponible en:

http://www.uv.es/bellochc/pedagogia/EVA2.wiki?0

[2] Perla Arredondo. (2009, Septiembre). “Servidores Web” [Online]. Disponible en:

http://www.monografias.com/trabajos75/servidores-web/servidores-web.shtml

[3] CCMBENCHMARK. (2016, Febrero). “Equipos de red- Router” [Online]. Disponible

en: http://www.ordenadores-y-portatiles.com/punto-de-acceso.html

[4] Microchip Technology Inc. (2015). “Que es un microcontrolador?” [Online].

Disponible en: http://www.electronicaestudio.com/microcontrolador.htm

[5] RASPBERRY PI FOUNDATION (2015). “RASPBERRY PI 2” [Online]. Disponible

en: https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-2-model-b/

[6] TP-LINK. (2016). “Adaptador USB Nano Inalámbrico”. [Online]. Disponible en:

http://www.tp-link.com/ar/products/details/cat-11_TL-WN725N.html

[7] DefinicionABC (2016). “Definición HTTP” [Online]. Disponible en:

http://www.definicionabc.com/tecnologia/http.php

[8] Pablo Turmero (2016). “Introducción a OpenSSL” [Online]. Disponible en:

http://www.monografias.com/trabajos106/introduccion-openssl/introduccion-

openssl.shtml

43

[9] Intef (2015). “Servidor DNS y DHCP sencillo con dnsmasq” [Online]. Disponible

en:

http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/85/cd/linux/m2/servidor_dns_y_d

h cp_sencillo_con_dnsmasq.html

[10] David Orozco (2014). “Definición APACHE” [Online]. Disponible en:

http://conceptodefinicion.de/apache/

[11] w3school. (2016). “PHP” [Online]. Disponible en: http://www.w3schools.com/php/

[12] Techtarget (2015, Enero). “MySQL definición” [Online].Disponible en:

http://searchdatacenter.techtarget.com/es/definicion/MySQL

[13] Entornos Educativos (2013). “Qué es Moodle?” [Online]. Disponible en:

http://www.entornos.com.ar/moodle

[14] Moodle (2016, Mayo 8). “Acerca de Moodle” [Online]. Disponible en:

https://docs.moodle.org/all/es/Acerca_de_Moodle

[15] Sohil Patel. (2015). “The best way to connect the raspberry pi to laptop display”

[Online]. Disponible en: http://diyhacking.com/connect-raspberry-pi-to-laptop-display/

[16] Mr.Engman (2013, Diciembre 2). “Drivers for TL-WN725N V2” [Online]. Disponible

en: https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?p=462982

[17] Intef (2015). “Servidor DNS y DHCP sencillo con dnsmasq” [Online]. Disponible en:

http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/85/cd/linux/m2/servidor_dns_y_dh

cp_sencillo_con_dnsmasq.html

44

[18] Raspberryando (2014, Mayo 3). “Activar Https en Apache de nuestra RPi”

[Online]. Disponible en: https://raspberryando.wordpress.com/2014/05/03/activar-

https-en-el- apache-de-nuestra-rpi/

[19] Alan-lazalde (2010, Marzo 31). “Comando linux HTOP” [Online]. Disponible en:

http://hipertextual.com/archivo/2010/03/comando-linux-htop-administra-

interactivamente-los-procesos-del-sistema/